Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Topografia i grubość warstw węglowych wytworzonych na stali martenzytycznej przeznaczonej na narzędzia chirurgiczne

Kiel-Jamrozik M., Basiaga M., Szewczenko J., Paszenda Z., Jaglarz J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 12

317-319

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących topografii i grubości warstw węglowych, które były wytworzone na powierzchni stali martenzytycznej przeznaczonej na narzędzia chirurgiczne. Modyfikacja powierzchni stali obejmowała zabiegi: bębnowania, pasywacji chemicznej oraz naniesienie diamentopodobnej warstwy węglowej metodami rozpylania magnetronowego i rozkładu węglowodorów w plazmie wzbudzonej w polu wysokiej częstotliwości. Grubość warstw węglowych określono z wykorzystaniem spektroskopii elipsometrycznej.

EN

The paper presents results of studies on topography and thickness of carbon layers which were produced on martensitic steel used for surgical tools. Modification of the steel surface was consisted of several procedures: barreling, chemical passivation and carbon layer application by magnetron sputtering method and decomposition of hydrocarbons in the plasma induced in the high-frequency field. Thickness of carbon layers was determined by ellipsometric spectroscopy.

2

Porównanie właściwości tribologicznych warstw węglowych nanoszonych za pomocą różnych technologii plazmowych

Piątkowska A., Dudek M., Cłapa M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

534--537

PL

Warstwy węglowe dzięki swoim właściwościom ﬁzykochemicznym znajdują coraz szersze zastosowanie w wielu dziedzinach życia. Jedną z najistotniejszych cech charakteryzujących ich przydatność są właściwości tribologiczne. W pracy przedstawiono wyniki prób tribologicznych w tarciu ślizgowym z węzłem tarcia kula-powierzchnia płaska z warstwą węglową wytworzoną różnymi technologiami plazmowymi. Warstwy węglowe na podłożach krzemowych, stalowych (AISI 316L) i ze stopu tytanu (Ti6Al4V) były wytwarzane w procesach chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganych plazmą częstotliwości radiowej (RF PECVD), plazmą dwóch częstotliwości (mikrofalową i częstości radiowej - MW/RF PECVD) oraz w procesie MS/RF PECVD - plazma wspomagana rozpylaniem magnetronowym w celu wytworzenia gradientowej warstwy Ti:C. Podstawowym kryterium preparatyki próbek w każdej z metod było uzyskanie warstwy o jak największej grubości przy zachowaniu dobrej adhezji do podłoża. Grubość warstw węglowych określono na przekrojach wykonanych metodą FIB (Focused Ion Beam) z użyciem jonów galu na elektronowym mikroskopie skaningowym AURIGA. Grubość warstw węglowych wykonanych metodą RF PECVD, MW/RF PECVD oraz MS/RF PACVD wynosiła odpowiednio: 450 nm, 100÷200 nm i 1600 nm. Badania tribologiczne przeprowadzono z użyciem testera z mikrosondą pod obciążeniem 0,8 N i 2,4 N. Warstwy bardzo odporne na zużycie zostały dodatkowo zbadane pod obciążeniami 10 N i 20 N. Ślady tarcia zobrazowano mikroskopowo i wykonano ich częściowe przekroje przedstawiające uszkodzenia warstwy i materiału podłoża. Właściwości tribologiczne warstw węglowych porównano według metody jej nałożenia oraz rodzaju podłoża. Warstwa gradientowa na podłożu Ti6Al4V wykazała największą odporność na zużycie cierne.

EN

Carbon layers due to their physicochemical properties are increasingly used in many areas of life. One of the most important characteristics of their usefulness, are the tribological properties. This paper presents the results of tribological tests of carbon layers produced by different plasma technologies which were performed during sliding friction with “ball-plan” friction node. Carbon layers on silicon, steel (AISI 316) and titanium alloy (Ti6Al4V) substrates were produced in the processes of radio frequency plasma-assisted chemical vapour deposition (RF PECVD), microwave and radio frequency CVD (MW/RF PECVD) and in the magnetron plasma assisted atomization (MS/RF PECVD) to produce a gradient layer Ti:C. The basic criterion for preparation of samples in each of the methods was to obtain a layer with as great thickness as possible. The thickness of the carbon layers was determined by performing cross-sections by Focused Ion Beam (FIB) method with gallium ions using the scanning electron microscope AURIGA (Zeiss). The thickness of the carbon layers deposited by RF PECVD, MW/RF PECVD and MS/RF PACVD methods Were as follows: 450 nm, 100÷200 nm and 1600 nm. The friction tests were performed using the microprobe tester, with the load of 0.8 N and 2.4 N. The layers with high resistance were further examined under the loads of 10 N and 20 N. Traces of friction were visualized microscopically. Their partial cross sections showing damage of both the layer and the substrate material were made. Tribological properties of carbon layers were compared according to the method of their deposition and the type of substrate used. The gradient layer on Ti6Al4V substrate showed the strongest resistance against abrasive wear.

3

Fizykochemiczne właściwości stopu Ti6Al4V modyﬁkowanego metodami PACVD

Jonas S., Konefał-Góral J., Małek A., Januś M., Grzesik Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

467--471

PL

W pracy powierzchnię Ti6Al4V modyﬁkowano przez osadzenie amorﬁcznych warstw węglowych (a-C:H), węglowych dotowanych azotem (a-C:N:H) oraz warstw węgloazotku krzemu (Si:C:N:H). Przeprowadzone eksperymenty obejmowały wytworzenie serii układów metal-warstwa metodami chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą PA- CVD. Warstwy węglowe i węglowe dotowane azotem otrzymano techniką RFCVD (l3,56 MHZ, 400 W), w której reakcja jest aktywowana plazmą radiofalową, natomiast węgloazotek krzemu techniką MWCVD (2,45 GHZ, 2 kW) z zastosowaniem wyładowania o częstości mikrofalowej. W procesie osadzania zastosowano odpowiednie reaktywne mieszaniny gazowe CH4, NZ, NH3, SiH4, HZ, Ar wprowadzane do reaktora w różnych proporcjach. Układy z otrzymanymi warstwami były poddane badaniom współczynnika tarcia podczas ślizgania w ruchu obrotowym oraz odporności na zużycie przez tarcie. Badania wykonano na sucho w styku kula-płaszczyzna zgodnie z wymaganiami określonymi w normach ASTM G 99-05, ISO 2080822004. Odporność korozyjną zmodyﬁkowanego stopu w roztworze Ringera oraz w sztucznej ślinie oceniono na podstawie przyspieszonych technik polaryzacyjnych. Techniką atomowej spektroskopii masowej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie, ICP MS, oceniono zmiany składu chemicznego roztworów po ekspozycji próbek badając ilość pierwiastków z podłoża metalicznego, odpowiednio tytanu, wanadu oraz glinu w roztworze ,,pokorozyjnym”. Przeanalizowano parametry chropowatości przed procesami korozji w sztucznych płynach biologicznych w odniesieniu do parametrów układów bezpośrednio po modyﬁkacji. Wykazano, że najlepszą pod względem właściwości tribologicznych i korozyjnych jest powierzchnia z warstwą węgloazotku krzemu.

EN

In this paper Ti6Al4V surfaces were modified by deposition of amorphous carbon layers(a-C:H), carbon layers doper by nitrogen (a-C:N:H) and silicon carbonitride layers (Si:C:N:H). Experiments consist obtaining series layer- metal systems using Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition methods (PACVD). Carbon and carbon doped by nitrogen layers were obtained by RFCVD (13.56 MHZ, 400 W) with radio frequency plasma. With application of microwave MWCVD (2,45 GHz, 2 kW) the SiCxNy(H) layers were deposited on Ti6Al4V. In the deposition process, reactive gas mixture containing CH4, NZ, NH3, SiH4, HZ, Ar Were introduced into the reactor in different proportions. Tribological investigations were performed to determine the friction coefﬁcient and wear resistance of layer/titanium systems in sliding contact. Tribological tests in a rotation of sample was carried out in dry condition with the use of ball-on-disc tribotester, in accordance with the ASTM G 99-05 and ISO 20808 standards. Corrosion resistance of the synergic systems with application accelerated polarization techniques were deﬁned in two environments: Ringer” solution and artiﬁcial Saliva. In ICP MS analysis of “post corrosion” solution volume of titanium, vanadium and aluminum in solution after exposure in simulated biological ﬂuid was deﬁned. Roughness parameters measured after corrosion processes in artiﬁcial environment compared with parameters measured for surface after the deposition process. It has been shown that the best tribological and corrosion properties have surface with a silicon carbonitride layer.

4

Investigation of Electrical Characteristics of the Carbon Electrodes

Kavaliauskas Z., Marcinauskas L., Valincius V.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 10a

308-310

EN

In the present work, the atmospheric pressure plasma jet and magnetron sputtering deposition technology was used for the fabrication of supercapacitor electrodes. It was shown that the parameters of supercapacitors strongly depend on the secondary carbon layer thickness. The increase of the carbon layer thickness from 1 to 2µm, the relative oxygen quantity decreases from 8 dawn to 1.5 at.%, meanwhile the supercapacitor capacity increases from 7 up to 16 mF.

PL

W niniejszej pracy opisano zastosowanie technologii strumieni plazmowych pod ciśnieniem atmosferycznym i rozpylania magnetronowego do wytwarzania elektrod superkondensatorów. Wykazano, że parametry superkondensatorow w dużym stopniu zależą od grubości wtórnej warstwy węgla. W wyniku zwiększenia grubości warstwy węgla od 1 do 2µm względna zawartości tlenu spada od 8% do 1,5%, powodując jednocześnie wzrost pojemności superkondensatora od 7 mF do 16 mF. (Badania elektrycznych charakterystyk elektrod węglowych).

5

Warstwy hydroksyapatytu na zmodyfikowanej warstwą węglową powierzchni AISI 316L

Niedzielska A., Mróz W., Gawroński J., Puchalska A., Pietrzyk B., Zydorczyk A., Szymanowski H.

Engineering of Biomaterials

|

2009

|

Vol. 12, no. 85

23--28

PL

W ostatnich latach zauważa się wzrost ilości implantacji wszczepów medycznych, których głównym celem jest zastąpienie uszkodzonych chorobowo lub urazowo organów (protezy stawu biodrowego, kolanowego itp.). Związane to jest z wprowadzeniem do organizmu dużych ilości metali i narażeniem pacjentów na ich oddziaływanie na organizm. Na świecie w wielu laboratoriach prowadzone są badania nad ograniczeniem tego wpływu na zdrowie pacjenta. W pracy przedstawiono wstępne badania nad wytwarzaniem nowego kompozytu węglowo-hydroksyapatytowego na podłożach metalicznych stosowanych w medycynie, którego główną rolą jest ograniczenie przenikania jonów metali do organizmu, jak i poprawa właściwości mechanicznych.

EN

In recent years one may observe a constant increase in the number of implantations of medical implants the main objective of which is the replacement of damaged organs due to an illness or injury (hip or knee joint prostheses, etc.). This is connected with the introduction of a large number of metals to the organisms of patients. Furthermore, the patients are exposed to the activity of those metals in their organisms. In the laboratories worldwide there are carried out the investigations aimed at reducing this detrimental influence on the health of the patients. In the study the preliminary research into the production of a new carbon-hydroxyapatite composite on metal substrates in medicine is presented. The crucial role of such a composite is to limit the phenomenon of metalosis in the organism of the patient and to enhance its mechanical properties.

6

Mechanical properties of a-C:H/Ti layers on prosthodontic CoCr and NiCr alloys

Szymański W., Batory D., Cłapa M., Klimek L.

Engineering of Biomaterials

|

2009

|

Vol. 12, no. 85

2--5

EN

Co-Cr and Ni-Cr alloys are widely used in dental implants production. However, there is a risk connected with application of this kind of materials like allergy and methalosis caused by Cr, Ni ions, very dangerous for patients’ health and life. Moreover metal ions released into human body can affect inflammation of the surrounding tissue. Biomaterials’ surface treatment by the deposition of diamond-like carbon films can noticeably improve the corrosion and mechanical features. Widely discussed in world’s literature problems with adhesion of DLC layers can be solved by the deposition of gradient a-C:H/Ti layer. Due to that, it is possible to manufacture thick and well adherent carbon layer on the implant’s surface which will constitute a very good protection against wear and corrosion. Our goal was to evaluate the mechanical properties of a-C:H/Ti layers deposited on CoCr and NiCr alloys in hybrid deposition system RF PACVD/MSand to find the influence of layer thickness on the selected properties. As the result of the investigation it was noticed that deposition of a-C:H/Ti layer improves the mechanical properties of CoCr and NiCr alloys. High hardness and good adhesion of gradient carbon layers makes them a very perspective material for this kind of applications.

7

Nanokrystaliczny diament dla medycyny

Mitura S., Bąkowicz K., Bogusławski G., Cłapa M., Dobrowolska A., Grabarczyk J., Niedzielski P., Rapiejko C., Sokołowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 3

120-124

PL

Unikatowe właściwości cienkich warstw diamentowych czynią je perspektywicznym materiałem dla zastosowań w urządzeniach mikroelektronicznych, jako powłok dla narzędzi skrawających oraz w optyce. Jednak, ze względu na wysoką biokompatybilność węgla spowodowaną jego obecnością w organiźmie, może on stać się znakomitym biomateriałem. Jednym z zastosowań warstw węglowych są powłoki implantów medycznych. Badania warstw węglowych jako powłok implantów w chirurgii składały się z badań odporności biologicznej wszczepów, badań histopatologicznych zwierząt w laboratorium, testów na odporność korozyjną, pomiarów właściwości mechanicznych oraz napięć przebicia w płynie Tyroda.

EN

The unique properties of thin diamond layers make them perspective candidates for producing advanced micro-electronic devices, coatings for cutting tools and optics. However, due to the highest biocompatibility of carbon resulting from the presence of this element in human body, it appears to be a potential biomaterial. One of the applications of the carbon layers are coatings for medical implants. The studies of carbon films as coatings for implants in surgery were aimed on the investigations of biological resistance of implants, histopathological investigations on laboratory animals, tests of corrosion resistance measurements of mechanical properties and a breakdown test in Tyrod solution.

8

Badania nad usuwaniem żelaza i manganu z wody

Dębowski Z., Okoniewska E., Caban-Pabian B.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

1999

|

T. 2, nr 2

239-244

PL

Przedstawiono wyniki badań oczyszczania wody z jonów Fe i Mn na złożach piaskowym i węglowym. Węgiel aktywny byt impregnowany roztworem KMnO4 o stężeniu 64 g/dm3. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że żelazo jest usuwane całkowicie na złożu piaskowym. Proces usuwania Mn z wody jest złożony i zależy zarówno od jego stężenia w wodzie, prędkości filtracji, jak i od sposobu impregnacji węgla aktywnego.

EN

In the present article the results of water purification from Fe and Mn ions, based on sand and carbon layers, has been presented. The activated carbon was impregnated with KMnO4 solution of 64 g/dm3 concentration. The conclusion from the conducted experiments is that Fe can be removed completely on the sand layer. The process of Mn removing is complex and depends on its concentration in water, filtration speed and - especially - on a method of active i carbon impregnation.